[發明專利]一種用于鉆爆隧道洞內爆破空氣沖擊波的預防裝置及預防方法

無效

• 申請號: 201410513884.0
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104315934A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 方勇;范建國;曾昌;楊志浩
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: F42D5/045
• 分類號: F42D5/045
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種隧道洞內的隧道爆破沖擊波預防措施，尤其涉及一種用于解決隧道洞內對施工爆破沖擊波的預防裝置及預防方法。

背景技術

近年來，我國國民經濟快速發展，日益膨脹的客運和貨運對對我國的交通運輸業提出了挑戰，同時這也是交通運輸業面臨的一個巨大的機遇。考慮到經濟，技術以及環境等因素，橋梁隧道的建設越來越多的出現在線路之中。在運輸路線經過的山區，由于受到地形地質等惡劣條件的限制，隧道的建設往往會成為路線甚至地下空間利用的關鍵因素。而在眾多的鐵路、公路隧道的設計施工過程中，鉆爆發相對于其它施工方法具有適應性強。施工速度快以及低成本等優點而被廣泛的應用。鉆爆法施工中要用大量的炸藥去炸開掌子面，以進行開挖，但炸藥會在爆炸的瞬間從內部爆發出來巨大的能量，會對周圍巖體以及周邊建筑物產生破壞，同時，由于隧道內空間狹小，炸藥瞬間爆生出來的能量會使周圍空氣的密度、溫度以及壓力急劇上升，隨著隧道方向傳播出去生成沖擊波，沖擊波在隧道以及開挖的方向以很高的速度、溫度以及壓力向空口方向傳播出去。

在宏觀上，沖擊波表現為一個的曲面，它會在傳播過程中，使經過之處的空氣壓力、密度以及溫度急劇上升。在微觀上，沖擊波是內部分子之間的相互作用發生了變化，這些變化包括分子之間粘性的變化以及熱傳導性的變化，而當這些變化發生的太快的時候，這些內部的能量來不及傳遞到比較遠的距離，就會使得局部發生劇烈變化，導致局部能量過高。而這些高能量分子在傳播的過程中，會遇到各種阻力，包括隧道內壁摩擦力以及空氣阻力等，導致沖擊波的能量減小，同時內部分子的相互作用力降低，導致內部壓力減小，傳播速度也在逐漸減慢，最后能量沖擊波衰減到聲波，消散出去。

在城市、城市周邊或有人居住的山區修建隧道時，在選定鉆爆法施工開挖時，必然會考慮到鉆爆產生的地震動以及沖擊波對周圍建筑物以及居民的影響，而現在的設計施工，或者是沒有考慮到鉆爆對周圍人居以及自然環境的影響，或者是只考慮地震動對周圍的影響，都忽略了鉆爆產生的沖擊波對周圍的人居以及自然環境的影響，而沖擊波對周圍環境也會產生很大的影響，甚至不低于地震動對周圍環境的影響。

無論是鉆爆生成的沖擊波還是沖擊波衰減之后形成的聲波，都會對周圍的人居以及自然環境產生不良影響。首先，鉆爆產生的沖擊波具有很高的能量、速度、壓力以及溫度，沖擊波在傳播的過程中攜帶沿途的碎石以及塵土，會在衰減到聲波之前破壞隧道內壁是設施以及洞口直對的環境以及建筑，對環境以及建筑物造成嚴重的傷害。其次，假設沖擊波在傳播過程中沒有攜帶碎石等雜物而直接傳播到人居居住地，高速以及高能量的沖擊波必然會對阻擋在沖擊波傳播路徑的建筑形成沖擊，小則震動，大則開裂甚至倒塌。再次，假如沖擊波進入自然壞境，高壓、高速、高溫以及高能量的沖擊波必然會對植被以及樹木等造成一定的傷害，造成自然環境的破壞。最后，爆破時以及沖擊波最后衰減產生的聲波，其相應的噪音也會對人居壞境造成極大的干擾。

故對鉆爆施工產生沖擊波的預防尤為重要，而現在隧道的設計以及施工沒有考慮到沖擊波的危害。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種用于鉆爆隧道洞內爆破空氣沖擊波的預防裝置及預防方法。

為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種用于鉆爆隧道洞內爆破空氣沖擊波的預防裝置，包括若干安裝在隧道側墻的擋板單元，擋板單元在隧道側墻上左右對稱安裝，擋板單元包括抗沖擊耐高溫的擋板，該擋板通過開關合頁固定在隧道側壁上，擋板可繞開關合頁的轉軸轉動，轉軸上設置有阻尼器為擋板的旋轉提供阻尼；擋板單元可以在開關合頁作用下打開或者關閉，即在掌子面進行爆破時，處于關閉狀態，用來阻擋沖擊波；當掌子面爆破結束之后，將其處于打開狀態，不影響內部通車等其他施工。

所述的預防裝置，所述擋板厚10cm，長300cm，寬為200cm。

所述的預防裝置，同側兩裝置之間間隙為10m。

一種用于鉆爆隧道洞內爆破空氣沖擊波的預防方法，在隧道側墻安裝若干擋板單元，擋板單元在隧道側墻上左右對稱安裝，擋板單元包括抗沖擊耐高溫的擋板，該擋板通過開關合頁固定在隧道側壁上，擋板可繞開關合頁的轉軸轉動，轉軸上設置有阻尼器為擋板的旋轉提供阻尼；擋板單元可以在開關合頁作用下打開或者關閉，即在掌子面進行爆破時，處于關閉狀態，用來阻擋沖擊波；當掌子面爆破結束之后，將其處于打開狀態，不影響內部通車等其他施工。